发现与明确问题课件

复习：复习：设计的一般过程是什么？设计的一般过程是什么？发 现 问 题复习：发现问题设计的一般过程：设计的一般过程：发现与明确问题制定设计方案制作原型或模型优化设计方案编写产品使用说明书测试评价设计的一般过程：发现与明确问题制定设计方案制作原型或模型优化3.1 3.1 发现与明确问题发现与明确问题学习目标学习目标:1.1.初步掌握初步掌握发现问题发现问题的一般途径与的一般途径与 方法。方法。2.2.明确明确发现技术方面发现技术方面问题问题的重要性，的重要性，知道发现问题的基本来源。知道发现问题的基本来源。3.3.能通过各种渠道收集与所发现问能通过各种渠道收集与所发现问 题相关的各种信息，并进行处理。题相关的各种信息，并进行处理。3.1发现与明确问题学习目标:美国福特汽车公司的一台巨型发电机出现了故障美国福特汽车公司的一台巨型发电机出现了故障,很多人都修很多人都修不好，后来请来了德国的电机专家来修理不好，后来请来了德国的电机专家来修理.德国专家来了以后，用德国专家来了以后，用了两天的时间呆在发电机旁了两天的时间呆在发电机旁,这看看那听听，最后这看看那听听，最后,他在发电机的他在发电机的顶上画了一条线。告诉修理工，将顶盖打开，将画线处的线圈减顶上画了一条线。告诉修理工，将顶盖打开，将画线处的线圈减少少1616圈。故障果然被排除了。圈。故障果然被排除了。这位德国专家向福特公司要这位德国专家向福特公司要1 1万元美元的酬金。很多人认为不万元美元的酬金。很多人认为不值，因为故障很简单，排除也很容易。但福特的老总认为非常值。值，因为故障很简单，排除也很容易。但福特的老总认为非常值。案例案例请问同学们：为什么老总会觉得非常值得呢？请问同学们：为什么老总会觉得非常值得呢？爱因斯坦曾经说过：爱因斯坦曾经说过：“提出一个问题比解决一个问提出一个问题比解决一个问题更重要题更重要”。美国福特汽车公司的一台巨型发电机出现了故障,很多人一、问题的来源一、问题的来源设计就是一个设计就是一个“问题的求解问题的求解”的过程的过程发现问题进行行设计解决解决问题 人类的需求与愿望，人类的需求与愿望，不断推动着物质产品和不断推动着物质产品和精神产品的生产和创新，可以说是一切技术问题精神产品的生产和创新，可以说是一切技术问题的总来源。的总来源。问题是如何产生的？问题是如何产生的？一、问题的来源设计就是一个“问题的求解”的过程发现问题进行为了解决进食，人们设计为了解决进食，人们设计了筷子、勺子，西方人发了筷子、勺子，西方人发明了刀叉。明了刀叉。为了解决出行时的交通为了解决出行时的交通问题，人们设计了自行问题，人们设计了自行车、汽车等交通工具。车、汽车等交通工具。例如：例如：叉子、筷子第一种第一种:人类生存活动中必然会遇到的问题。人类生存活动中必然会遇到的问题。为了解决进食，人们设计了筷子、勺子，西方人发明了刀叉。为了解人类需要更多人类需要更多的粮食，袁隆的粮食，袁隆平培育了超级平培育了超级水稻水稻我们需要携带书我们需要携带书本和文具，因而本和文具，因而设计了书包。设计了书包。人类想和鸟人类想和鸟一样飞翔，一样飞翔，人们设计了人们设计了飞机。飞机。第一种第一种:人类生存活动中必然会遇到的问题。人类生存活动中必然会遇到的问题。人类需要更多的粮食，袁隆平培育了超级水稻我们需要携带书本和文切切切切板板板板栗栗栗栗切切切切菜菜菜菜护护护护手手手手器器器器 吃吃吃吃面面面面汤汤汤汤匙匙匙匙筷筷筷筷 第一种第一种:人类生存活动中必然会遇到的问题。人类生存活动中必然会遇到的问题。切板栗切菜护手器吃面汤匙筷第一种:人类生存活动中必然会遇在企业进行设计工作时，问题的来源大都属于这种。在企业进行设计工作时，问题的来源大都属于这种。收割机收割机防火服防火服第二种第二种:由别人给出问题，设计者必须针对问题寻由别人给出问题，设计者必须针对问题寻 求解决方案。求解决方案。在企业进行设计工作时，问题的来源大都属于这种。收割机防火服第 当汽车的速度超过当汽车的速度超过200Km/h200Km/h时，空气阻力的问题越时，空气阻力的问题越来越明显。为了解决这个问题，人们设计了外观呈流来越明显。为了解决这个问题，人们设计了外观呈流线型的汽车。线型的汽车。第二种第二种:由别人给出问题，设计者必须针对问题寻由别人给出问题，设计者必须针对问题寻 求解决方案。求解决方案。当汽车的速度超过200Km/h时，空气阻力的问题越来有人说：有人说：“我烧菜时放盐的量老是控制不好。我烧菜时放盐的量老是控制不好。”电子显示型电子显示型第二种第二种:由别人给出问题，设计者必须针对问题寻由别人给出问题，设计者必须针对问题寻 求解决方案。求解决方案。有人说：“我烧菜时放盐的量老是控制不好。”电子显示型第二种:需要我们积极主动的思考，独具慧眼的发现。照照明明拖拖鞋鞋水水上上行行走走鞋鞋第三种第三种:基于一定的目的由设计者自己主动地发现基于一定的目的由设计者自己主动地发现 问题，并试图解决它。问题，并试图解决它。需要我们积极主动的思考，独具慧眼的发现。照水第三种:基于一定案例分析：电话的发明案例分析：电话的发明 人们总是想与听觉以外的其他人联络。例如罗人们总是想与听觉以外的其他人联络。例如罗马人从一个山顶向另一山顶闪镜子，古代中国人则马人从一个山顶向另一山顶闪镜子，古代中国人则使用烽火和烟雾信号。使用烽火和烟雾信号。1 1、赖特是一位德国教师。、赖特是一位德国教师。18611861年，他造出了一年，他造出了一台简易电话机，由发话器和受话器两部分组成。台简易电话机，由发话器和受话器两部分组成。赖特高兴地把这一发明拿到法兰克福物理学会上表赖特高兴地把这一发明拿到法兰克福物理学会上表演，但是到会的权威们却毫无兴趣，认为这是小孩演，但是到会的权威们却毫无兴趣，认为这是小孩子的玩艺。这使赖特受到很大打击，不久就病逝了。子的玩艺。这使赖特受到很大打击，不久就病逝了。2 2、18741874年，美国人格雷制造了一台比赖特电话年，美国人格雷制造了一台比赖特电话还要灵敏些的电话机，在华盛顿当众表演。表演是还要灵敏些的电话机，在华盛顿当众表演。表演是成功的，但是权威们依然认为用电传送人的声音没成功的，但是权威们依然认为用电传送人的声音没有实用价值。格雷在众口非议中也动摇不干了。有实用价值。格雷在众口非议中也动摇不干了。3 3、贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使他对声、贝尔是治疗耳聋的医生。他的工作使他对声音如何用电来传递产生了兴趣。音如何用电来传递产生了兴趣。18761876年贝尔电话研制成功。年贝尔电话研制成功。“喂，芝加哥喂，芝加哥”这一一历史性史性声音被声音被记录下来下来德国人赖特德国人赖特-美国人格雷美国人格雷-美国的贝尔美国的贝尔(英国移居英国移居)案例分析：电话的发明人们总是想与听觉以外的其他人联络二、发现问题的途径与方法二、发现问题的途径与方法1 1、“用心用心”观察日常生活观察日常生活2 2、技术研究与技术试验、技术研究与技术试验3 3、主动出击寻找问题、主动出击寻找问题收集和收集和 分析信息分析信息二、发现问题的途径与方法1、“用心”观察日常生活2、技术研究 对生活中的人或物的偶然一瞥，都可能引发对生活中的人或物的偶然一瞥，都可能引发一个问题的发现。一个问题的发现。“线龟线龟”缠线器，解决电视机后面电线长、电缠线器，解决电视机后面电线长、电话线长、网线长的问题。话线长、网线长的问题。“线龟线龟”缠线器缠线器 1、“用心用心”观察日常生活观察日常生活对生活中的人或物的偶然一瞥，都可能引发一个问题的发现浙江省有一位高中生，设计了一个浙江省有一位高中生，设计了一个“多功能量角器多功能量角器”。获得。获得了浙江省青少年科技发明奖。她是怎样发现了这个设计项目的呢了浙江省青少年科技发明奖。她是怎样发现了这个设计项目的呢？原来是因为做错了一道数学题。一次数学作业本发下来，在原来是因为做错了一道数学题。一次数学作业本发下来，在一道题上老师划了一个大红叉。仔细一看是因为三角函数值查错一道题上老师划了一个大红叉。仔细一看是因为三角函数值查错了。她想，可不可以不用查表就得到函数值呢？如果能将函数值了。她想，可不可以不用查表就得到函数值呢？如果能将函数值刻在量角器上，不是很方便吗？因此，她决定设计一个刻在量角器上，不是很方便吗？因此，她决定设计一个“多功能多功能量角器量角器”。经过她的刻苦钻研和实验，终于获得了成功。经过她的刻苦钻研和实验，终于获得了成功。一名叫章晓军的高中生，他的邻居大叔工作时扭伤了腿，柱一名叫章晓军的高中生，他的邻居大叔工作时扭伤了腿，柱着拐杖回家休养。每天看到大叔艰难地上楼、艰难地下蹲。使章着拐杖回家休养。每天看到大叔艰难地上楼、艰难地下蹲。使章晓军同学产生了要为大叔减轻痛苦的强烈愿望。他经过分析，只晓军同学产生了要为大叔减轻痛苦的强烈愿望。他经过分析，只要拐杖能随着人动作的需要变化长度，让拐杖什么时候都能起到要拐杖能随着人动作的需要变化长度，让拐杖什么时候都能起到作用，就能帮助用拐杖的人方便地完成上楼、下蹲等动作。经过作用，就能帮助用拐杖的人方便地完成上楼、下蹲等动作。经过多次的试验、改进，最后终于完成了这项产品的发明。并获得省多次的试验、改进，最后终于完成了这项产品的发明。并获得省科技发明二等奖。科技发明二等奖。浙江省有一位高中生，设计了一个“多功能量角器”。获得了浙1 1、当人生病需要躺着用、当人生病需要躺着用直吸管直吸管吸取杯中饮料时，吸取杯中饮料时，如果管子弯折了，就喝不到饮料；如果管子弯折了，就喝不到饮料；2 2、人们在喂婴儿食物的时候不知道、人们在喂婴儿食物的时候不知道冷热冷热，会烫着，会烫着 孩子；孩子；3 3、在使用折叠剃须刀时很、在使用折叠剃须刀时很不安全不安全，常常刮破皮肤；，常常刮破皮肤；你知道以下这些问题的发现引发了哪你知道以下这些问题的发现引发了哪些设计和发明吗？些设计和发明吗？在日常生活中，你有过无意中发现问题的经在日常生活中，你有过无意中发现问题的经历吗？历吗？1、当人生病需要躺着用直吸管吸取杯中饮料时，如果管子弯折由以上问题引发的设计与发明由以上问题引发的设计与发明由以上问题引发的设计与发明 通过技术研究、技术试验的过程中获得灵感、通过技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。体悟，进而发现新的问题。伽利略与体温计伽利略与体温计2、技术研究与、技术研究与技术试验技术试验在技术研究与试验的过在技术研究与试验的过程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。程中获得灵感、体悟，进而发现新的问题。通过技术研究、技术试验的过程中获得灵感、体悟，进而发 在一次课上，伽利略与学生一起做实验时，在一次课上，伽利略与学生一起做实验时，在一次课上，伽利略与学生一起做实验时，在一次课上，伽利略与学生一起做实验时，看到水温升高后罐内的水位上升，他突然想看到水温升高后罐内的水位上升，他突然想看到水温升高后罐内的水位上升，他突然想看到水温升高后罐内的水位上升，他突然想到能不能利用热胀冷缩的原理制造出温度计到能不能利用热胀冷缩的原理制造出温度计到能不能利用热胀冷缩的原理制造出温度计到能不能利用热胀冷缩的原理制造出温度计呢？他立即投入到实验当中去，每次试验都呢？他立即投入到实验当中去，每次试验都呢？他立即投入到实验当中去，每次试验都呢？他立即投入到实验当中去，每次试验都以失败而告终，但他仍不气馁，有一次伽利以失败而告终，但他仍不气馁，有一次伽利以失败而告终，但他仍不气馁，有一次伽利以失败而告终，但他仍不气馁，有一次伽利略发现把试管插入冰水中，用手握住试管，略发现把试管插入冰水中，用手握住试管，略发现把试管插入冰水中，用手握住试管，略发现把试管插入冰水中，用手握住试管，使空气变热，水慢慢从试管中上升一截，于使空气变热，水慢慢从试管中上升一截，于使空气变热，水慢慢从试管中上升一截，于使空气变热，水慢慢从试管中上升一截，于是他就把很细的试管装上水，排出空气并密是他就把很细的试管装上水，排出空气并密是他就把很细的试管装上水，排出空气并密是他就把很细的试管装上水，排出空气并密封，并在试管上刻上刻度，这样最早测量人封，并在试管上刻上刻度，这样最早测量人封，并在试管上刻上刻度，这样最早测量人封，并在试管上刻上刻度，这样最早测量人体温的体温计诞生了。体温的体温计诞生了。体温的体温计诞生了。体温的体温计诞生了。可是，到了冬天，每个体温计都破裂了，可是，到了冬天，每个体温计都破裂了，可是，到了冬天，每个体温计都破裂了，可是，到了冬天，每个体温计都破裂了，原来是水结冰撑裂的。咖利略又经过几十次原来是水结冰撑裂的。咖利略又经过几十次原来是水结冰撑裂的。咖利略又经过几十次原来是水结冰撑裂的。咖利略又经过几十次试验，终于发现，可以用不畏严寒的酒精代试验，终于发现，可以用不畏严寒的酒精代试验，终于发现，可以用不畏严寒的酒精代试验，终于发现，可以用不畏严寒的酒精代替水。再往后，人们又发现水银比酒精更适替水。再往后，人们又发现水银比酒精更适替水。再往后，人们又发现水银比酒精更适替水。再往后，人们又发现水银比酒精更适宜。所以现在的体温计都是水银芯的。宜。所以现在的体温计都是水银芯的。宜。所以现在的体温计都是水银芯的。宜。所以现在的体温计都是水银芯的。伽利略与体温计伽利略与体温计在一次课上，伽利略与学生一起做实验时，看到水温升高后体温表为什么采用水银？体温表为什么采用水银？常用温度计采用的液体是水银、酒精、煤油等，常用温度计采用的液体是水银、酒精、煤油等，而体温表采用水银，这是为什么？而体温表采用水银，这是为什么？体温表采用水银不是为了减少体温表吸热：水银体温表采用水银不是为了减少体温表吸热：水银的比热容比较小，但体积相同时，水银的质量较大，的比热容比较小，但体积相同时，水银的质量较大，计算表明，同体积的水银、酒精、煤油，升高计算表明，同体积的水银、酒精、煤油，升高1 1摄氏摄氏度时，吸收的热量，接近相等。体温表和一般温度计度时，吸收的热量，接近相等。体温表和一般温度计相比，有两个特殊要求：一是要能准确到相比，有两个特殊要求：一是要能准确到0.10.1摄氏度，摄氏度，二是要能离开人体读数。二是要能离开人体读数。为此，体温表在构造上为此，体温表在构造上“有一段非常细的缩口有一段非常细的缩口”，但同时还必须使用水银。这是由于水银的内聚力，但同时还必须使用水银。这是由于水银的内聚力大、不浸润玻璃，能在收缩时在缩口处断开，从而实大、不浸润玻璃，能在收缩时在缩口处断开，从而实现离开人体读数。同时，水银密度大、比同体积的酒现离开人体读数。同时，水银密度大、比同体积的酒精或煤油的惯性大，又保证它能在使用前被甩回到玻精或煤油的惯性大，又保证它能在使用前被甩回到玻璃泡内重新使用。璃泡内重新使用。体温表为什么采用水银？常用温度计采用的液体是水银、酒精、3、主动出击、主动出击寻找问题寻找问题通过对文献、网络、媒体信通过对文献、网络、媒体信息的收集、分析、问卷、访谈可能会发现有价值的问题。息的收集、分析、问卷、访谈可能会发现有价值的问题。收集信息的途径收集信息的途径：文献法、问卷调查法、询问法文献法、问卷调查法、询问法3、主动出击寻找问题通过对文献、网络、媒体信息的收集2.调查问卷设计的原则调查问卷设计的原则 不要太长、问题太多、填答量太大、难不要太长、问题太多、填答量太大、难度太大。度太大。1.问卷分类问卷分类 A.开放式问卷开放式问卷 B.封闭式问卷封闭式问卷 C.混合式问卷混合式问卷问卷调查法2.调查问卷设计的原则1.问卷分类问卷调查法1.家长每月一共给你的零用钱一般为多少？家长每月一共给你的零用钱一般为多少？()A.250元以下元以下 B.250-400元元 C.400-600元元 D.600元元2.你每月用于学习用品的消费你每月用于学习用品的消费 ()A.20元以下元以下 B.20-50元元 C.50-100元元 D.100元以上元以上3.你每月用于零食方面的消费你每月用于零食方面的消费 ()A.20元以下元以下 B.20-50元元C.50-100元元 D.100元以上元以上4 4.你平时的消费观念是：你平时的消费观念是：（）A.A.名牌是身份的象征，穿名牌当然更有自信名牌是身份的象征，穿名牌当然更有自信 B.B.花的毕竟是父母的血汗钱，学生还是应有节俭的美德花的毕竟是父母的血汗钱，学生还是应有节俭的美德 C.C.同学们都有（如手机），我也要有，不然多丢脸。同学们都有（如手机），我也要有，不然多丢脸。5 5.家长给零花钱的态度：家长给零花钱的态度：（）A.A.除了必要的开支，不会随便给零花钱除了必要的开支，不会随便给零花钱 B.B.一般是要多少，给多少一般是要多少，给多少C.C.听自己说别的同学都有，就会很爽快地掏钱听自己说别的同学都有，就会很爽快地掏钱6 6.平均每个月有剩余的生活费吗？平均每个月有剩余的生活费吗？()()A.A.经常有经常有 B.B.偶尔有偶尔有 C.C.少的可怜少的可怜 D.D.入不敷出入不敷出7 7.如果你中了如果你中了5050万大奖，你会如何花费？万大奖，你会如何花费？调查问卷调查问卷调查问卷调查问卷请问请问:右右边是何边是何种类型种类型的问卷的问卷?1.家长每月一共给你的零用钱一般为多少？三、明确设计要解决的技术问题三、明确设计要解决的技术问题 发发现现了了问问题题，只只是是初初步步有有了了一一个个设设计计的的方方向向。但但到到底底能能不不能能够够确确定定为为一一个个设设计计课课题题，还还需需要要作作进进一一步步的的分分析析，并并提提出出具具体体的的设设计计任任务务。我我们们把把这这个个环节叫做明确问题的内容与价值。环节叫做明确问题的内容与价值。1 1、判断问题是否能够解决、判断问题是否能够解决问题是否违反科学理论，问题是否违反科学理论，是否违反客观规律？是否违反客观规律？凡是伪科学或者反凡是伪科学或者反科学的问题都不应科学的问题都不应徒劳的设计，应该徒劳的设计，应该立即终止立即终止三、明确设计要解决的技术问题发现了问题，只是初2 2、判断问题是否当前可以解决，解决这个问、判断问题是否当前可以解决，解决这个问题是否超出了当前的能力与条件题是否超出了当前的能力与条件?如果是当前科学技术水平无法解决的问题都不适如果是当前科学技术水平无法解决的问题都不适宜进行设计宜进行设计;对超出当前物质条件和工作条件对超出当前物质条件和工作条件(人力、人力、物力、资源等）限制的问题，也不适宜进行设计。物力、资源等）限制的问题，也不适宜进行设计。3 3、判断问题是否值得解决，解决这个问题是否、判断问题是否值得解决，解决这个问题是否有价值？有价值？投入产出比如何？投入产出比如何？社会效益如何？社会效益如何？综合效益如何？综合效益如何？凡是不符合成本效凡是不符合成本效益原则的设计一般益原则的设计一般都不适宜进行设计。都不适宜进行设计。2、判断问题是否当前可以解决，解决这个问题是否超出了当前的能以下问题有没有价值？以下问题有没有价值？登天梯登天梯以下问题有没有价值？登天梯能不能把水能不能把水“变成变成”油？油？能否制造出永动机？能否制造出永动机？长生不老药长生不老药怎样才能把冬天下的雪都有效利用起来？怎样才能把冬天下的雪都有效利用起来？能否去火星上种果树？能否去火星上种果树？能否下雨天不带伞但也不会淋湿身体？能否下雨天不带伞但也不会淋湿身体？o水变油事件水变油事件曾有人声称做了大量实验发明了水曾有人声称做了大量实验发明了水变油的技术，即水通过机器后变成了油。水变油一变油的技术，即水通过机器后变成了油。水变油一度被宣传为中国继古代的度被宣传为中国继古代的“四大发明四大发明”之后的第五之后的第五大发明，这场闹剧已经使国家损失了四亿元。大发明，这场闹剧已经使国家损失了四亿元。判断下列问题的价值：判断下列问题的价值：能不能把水“变成”油？水变油事件曾有人声称做了大量实验1、詹姆斯哈格里沃斯有一次无意中将家中的纺车碰翻了，发现纺车锤竖立时仍能转动，从这一偶然事件中得到启示，从而诞生了新式的纺纱机。这个案例说明（）A、问题可以来源于观察生活B、问题来源于收集和分析信息C、问题来源于技术研究与技术试验D、问题来源于梦境A练练 习习1、詹姆斯哈格里沃斯有一次无意中将家中的纺车碰翻了，发现纺2、问题的来源有下列三种情况，判断贝尔发明电话是哪一种情况（）A、人类生存中必然遇到的问题B、由别人，设计者针对问题寻求解决方案C、基于一定的目的由设计者自己主动地发现问题C3、在发现问题的途径和方法中，我们把对已经有的文献信息进行收集分析的方法称为（）A、文献法 B、问卷法C、调查法 D、询问法A练练 习习2、问题的来源有下列三种情况，判断贝尔发明电话是哪一种情况（4、在鲁班发明锯的过程中，他发现问题的方法是发现问题的途径和方法中的（）A、收集和分析信息 B、观察日常生活C、技术研究和试验 D、以上三种都不是B5、发现问题的途径和方法中，伽利略发明温度计时是通过（）发现问题的A、观察日常生活 B、收集分析信息C、技术研究和技术试验 D、都不是C练练 习习4、在鲁班发明锯的过程中，他发现问题的方法是发现问题的途径和小 结 1 1、通过本章的学习，树立发现问题的意识，、通过本章的学习，树立发现问题的意识，掌握发现问题的途径和方法，可以帮助人们更好掌握发现问题的途径和方法，可以帮助人们更好地发现有价值的问题。地发现有价值的问题。2 2、明确问题的内容，确认问题的价值，分析、明确问题的内容，确认问题的价值，分析和明确设计所应受到的限制和所应达到的标准，和明确设计所应受到的限制和所应达到的标准，进而提出设计任务，可以保证问题的解决和设计进而提出设计任务，可以保证问题的解决和设计工作的顺利进行。制定周密的设计计划对确保设工作的顺利进行。制定周密的设计计划对确保设计有目的、有计划地进行也有着重要的意义。计有目的、有计划地进行也有着重要的意义。3 3、本章教学老师可根据需要安排小组讨论、本章教学老师可根据需要安排小组讨论、课堂训练等方式组织教学。课堂训练等方式组织教学。小结1、通过本章的学习，树立发现问题的意识，掌握